Вперше в історії вчені створили квантовий зв’язок за допомогою звичайного інтернет-кабеля

Фізики з Гарвардського університету заявили про будівництво найдовшої захищеної від злому мережі квантового зв’язку. Вони з’єднали елементи мережі Боснона, пов’язані 35-кілометровим оптоволоконним кабелем.

В експерименті, описаному в журналі Nature, дослідники з’єднали два функціональні вузли квантового комп’ютера один з одним за допомогою квантового “заплутування”. Кожен вузол являє собою дуже маленький квантовий комп’ютер, зроблений зі шматочка алмазу, що має дефект в атомній структурі — кремнієву вакансію.

Науковці пояснили: центр кремнієвих “вакансій” містить два кубіти, або біти квантової інформації — один у формі електронного спіна, який використовується для зв’язку, а інший — у вигляді довгоживучого ядерного спіна, який використовується як пам’ять для зберігання заплутаності. Такий підхід розв’язує основну проблему теоретичного квантового Інтернету: втрату сигналу, яку неможливо подолати традиційними способами.

Вчені розповіли про алгоритм: два квантові вузли необхідно підтримувати за надхолодних температур, але замість того, щоби змусити кубіти випускати фотони для заплутування, дослідники відправили один фотон, який заплутався з кремнієм у першому вузлі, а потім пройшов через оптоволоконний кабель, щоб “зачепити” атом кремнію в другому вузлі й досяг заплутування з першим.

“Оскільки світло вже заплутане з першим вузлом, воно може передати цю заплутаність другому вузлу. Ми називаємо це фотонною заплутаністю”, — розповів Кан Кнаут, співавтор дослідження.

Демонстрація того, що вузли квантової мережі можуть бути заплутані в реальному середовищі дуже жвавого міського району, є важливим кроком на шляху до практичного створення мережі між квантовими комп’ютерами, вважають вчені. За їхніми оцінками, за наявних темпів розвитку до кінця десятиліття вийде передавати заплутаність на відстань у понад 1000 км.